炎症、脓毒症和凝血系统(下)

学术   2024-09-10 00:00   广东  

翻译:顾富丽  编辑:未亚平

凝血相关事件

脓毒症是DIC的主要原因之一,几十年来这一事实一直是教科书数据。这意味着凝血的流体相激活,凝血因子消耗,导致凝血时间、PT和APTT延长。纤维蛋白原是一种众所周知的凝血因子,也是一种急性期蛋白质,在感染和炎症后迅速产生。它通过充当包裹纤维蛋白基质的细菌来充当保护屏障,直接或间接激活宿主免疫系统;因此,纤维蛋白原通过抑制细菌生长和介导细菌死亡,在止血和抗菌中起着重要作用。脓毒症患者的高纤维蛋白原血症是纤维蛋白原产量增加的结果。然而,在几项研究中,由于严重的凝血障碍,大部分脓毒症患者的纤维蛋白原随着时间的推移呈下降趋势。这些患者的28天死亡率高于纤维蛋白原趋势不变的患者。因此,可以合理地假设,纤维蛋白原水平的升高反映了人体的良好代偿从而避免发展成DIC,甚至可以预测比纤维蛋白原正常的患者更好的生存率。除了纤维蛋白原,D-二聚体水平也是不同年龄脓毒症患者的有效预测指标。亚组分析表明,其水平与脓毒症儿童的住院死亡率密切相关,与年龄和性别无关。在老年脓毒症患者中,PaO2/FiO2、SOFA评分和D-二聚体的组合是预测28天死亡率有前景的工具和生物标志物。

室验性脓毒症模型对凝血的启示

人体研究的一个关键缺点是潜在临床条件的巨大可变性以及应用疗法对实验室参数的影响。在临床研究中,疾病的严重程度与几个实验室参数有关,但当在动物实验的受控条件下引发脓毒症时,可以更好地追踪这些变化的动力学。在过去的几十年里,动物模型的使用越来越多。研究脓毒症的一种相对标准化的方法是使用复制严重人类脓毒症的动物模型。与啮齿动物不同,盲肠结扎穿刺(CLP)的小鼠脓毒症模型或通过施用LPS/活细菌的猪脓毒症模型确实与人类脓毒症相对接近,因此过去曾用于这种疾病模型。我们还在注射活大肠杆菌后的致命4h猪模型中进行了实验。我们观察到,与基线数据相比,核心温度和校正后的休克指数在4h内显著升高。此外,淋巴细胞绝对计数显著降低,在脓毒症诱导后2h,治疗组和对照组之间已经存在相当大的差异。白细胞(WBC)的小叶指数在2h和4h时均显著降低,这与血液中未成熟WBC的出现有关。此外,我们研究了血小板中线粒体膜的变化,因为线粒体在分离后的细胞存活和凋亡中起着重要作用。在脓毒症中,线粒体在维持内皮细胞稳态中起着至关重要的作用,功能障碍可导致微血管和大血管并发症。功能失调的线粒体可以通过增加感染期活性氧(ROS)的产生来促进恶性炎症状态的发展。研究血小板线粒体功能也可以作为其他明显可及细胞(如内皮细胞)线粒体变化的模型。线粒体膜去极化不仅可能反映有氧代谢的异常,还可能与线粒体凋亡途径有关。我们发现脓毒症组线粒体功能在2h内显著下降,表明脓毒症中线粒体功能障碍和潜在的血小板凋亡。我们还观察到,在2h后从脓毒症动物身上提取的血浆样本在洗涤过的人红细胞中诱导了显著的PS表达。这表明,在大肠杆菌攻击过程中,能够在细胞上诱导促凝剂表面的可溶性物质会被释放出来。由于脓毒症同时存在低凝和高凝特征,因此研究脓毒症相关止血事件的一种非常合适的技术是凝血酶生成试验(TGA)。通过使用该技术,我们观察到,在脓毒症诱导后4h,凝血酶的产生和结束明显提前,而接受大肠杆菌治疗组的凝血酶峰值高于基线值。由于产生的凝血酶量的增加,凝血酶峰在2小时内显著增加。这些结果也支持脓毒症存在初始和短暂的高凝期(图2)。其他人描述了小鼠脓毒症模型中CLP后3h内凝血酶生成增加,并描述了凝血酶生成在6h和24h内显著减少。我们认为,人体研究通常无法证明脓毒症的初始高凝状态,这可能是由于凝血系统的早期变化和脓毒症临床表现之间的延迟造成的。一份相对较新的试点报告发现,在脓毒症的儿科病例中可以检测到线粒体DNA突变的高频率,这增加了脓毒症中线粒体功能障碍可能具有遗传基础的可能性。

缓解脓毒症凝血增强的临床试验

曾认为抗凝治疗是脓毒症的有益辅助治疗。然而,尽管许多研究都集中在针对脓毒症的抗凝治疗上,但这些疗法仍然存在争议。大多数大型随机对照临床试验得出结论,这些治疗并无有意义的改善。关于普通肝素治疗脓毒症疗效的最大试验表明,治疗组和对照组的28天死亡率没有差异,与另一项在脓毒症诱导的凝血病患者中使用低剂量肝素的大型试验结果一样。多项研究已经证实,抗凝血酶在脓毒症中减少,并与死亡结局相关。因此,在试验之前,当重组抗凝血酶用于脓毒症患者时,人们抱有很大的期望。然而,这些试验中规模最大的KyberSept试验招募了2000多名严重脓毒症患者,结果显示接受抗凝血酶治疗的患者和安慰剂治疗的患者28天死亡率没有差异。另一种在脓毒症中引入的药物是重组人活化蛋白C(PC),因为PC活化的减少有助于脓毒症的血栓前表型。根据PROWESS(重组人蛋白C全球严重脓毒症评估)试验的结果,这是迄今为止在脓毒症生存运动指南中推荐用于治疗严重脓毒病的唯一抗凝剂,该试验显示,与安慰剂相比,重组活化PC(drotrecogin alfa、Xigris)死亡率显著降低。然而,随后的大规模试验表明,这种药物并没有显著降低死亡率,最终于2011年从市场上撤回。另一种药物是重组可溶性血栓调节蛋白(rTM),这是一种相对较新的抗凝剂,于2008年上市。在脓毒症患者中,rTM与凝血酶结合,促进PC的激活,并通过抑制进一步的凝血酶生成而表现出抗凝作用。在一项名为脓毒症凝血病Asahi重组LE血栓调节蛋白(SCARLET)试验的3期跨国多中心试验中,对800名符合以下标准的脓毒症诱导凝血病患者进行了研究:(1) 至少一种脓毒症相关器官功能障碍,(2)国际标准化比值(INR)延长至1.4以上,(3)血小板计数减少。这项研究报告称,rTM组和安慰剂组在28天死亡率方面没有统计学上的显著差异。综合所有这些不利消息,在脓毒症诱导凝血病的机制得到探究之前,似乎不太可能引入有效的治疗方法。简单的实验室方法,如前面列出的方法,可能不足以描述脓毒症发生的潜在过程。如今,脓毒症的死亡率一直很高,具体的治疗方法可能基于对受干扰宿主反应的更复杂的评估,例如,通过使用“组学”技术。通过使用这项技术,发现有两种不同的脓毒症反应特征,其中一种与免疫抑制表型和更高的死亡率有关。作者还表明,仅基于少数基因的预测值,这种反应分类是可行的。未来几年,这些方法是否会得到更广泛的应用,并有助于脓毒症的更个性化治疗,可能会得到答案。

一种潜在的新途径干预脓毒症诱导的凝血障碍

早就知道表观遗传变化通过DNA和组蛋白的转录后修饰以及非编码RNA对转录的干扰来影响和决定病理状况。这些非编码RNA分子中的一部分是小而稳定的RNA分子,称为microRNAs(miRNAs),通常由约22个核苷酸组成,在多种动物物种中都是保守的,这表明这些分子作为关键生物途径和过程的调节剂具有进化重要性。这些miRNA抑制翻译,因为它们会导致其靶mRNA的直接降解,并且它们不需要完美的互补性来识别靶点,因此单个miRNA负责调节多个mRNA。计算分析表明,miRNA的总数可能超过翻译基因总数的1%,30%以上的蛋白质编码基因可能被miRNA靶向。成熟后,miRNA被转移到RNA诱导的沉默复合物(RISC),结合下游靶标的互补序列,并通过翻译抑制或mRNA降解阻止靶基因的翻译。循环miRNA以微囊泡相关或蛋白质结合的形式存在于血液中,具有不同的细胞来源,因此它们可能是脓毒症中合适的实验室生物标志物。由于最大的微囊泡池来自血小板,因此很大一部分无细胞miRNA从活化的血小板转移到其他细胞类型,并干扰基因表达。由于这些调节过程可以通过沉默RNA分子和模拟物来靶向,因此表征脓毒症期间miRNA的变化非常重要,这样这些过程才能得到适当的干预。我们通过TaqMan OpenArray技术在一系列脓毒症患者中描述了390种血小板miRNA中,与对照组相比,121种在脓毒症中显著下调,61种上调。脓毒症血小板显示miR-26b下调,这与疾病严重程度和死亡率有关。脓毒症患者P-选择素(SELP)mRNA水平升高,尤其是在MPV值升高导致P-选择素表达升高的血小板中。MiRNA的形成可以通过降低Dicer1酶水平来调节,Dicer1是MiRNA形成的关键因素,它降低了血小板miR-26b表达,并提高了SELP mRNA水平,而钙蛋白酶可以在体外脓毒症条件下使用MEG-01细胞提高miR-26b水平。我们可以得出结论,巨核细胞和血小板中miR-26b的减少有助于提高分离中的血小板活化状态。MiRNA不仅可以作为“可溶性血浆寡核苷酸”存在,还可以作为活化细胞(主要是血小板)释放的微囊泡中的货物存在,这些微囊泡可以被各种细胞类型吸收。然而,还需要进一步研究miRNA在脓毒症中的病理作用和治疗潜力。

结论

我们还不能完全理解和调节可能导致SIRS或脓毒症的严重临床环境的免疫系统功能。在寻找诊断和治疗方法的过程中,研究不同蛋白质和核酸促炎介质的发病机制变得非常重要。这篇小型综述试图总结一些严重炎症、异常凝血和细胞活化的主要问题,这些问题可以通过不同的实验室技术检测到,以估计脓毒症的严重程度和结局。






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